[發明專利]一種TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110410765.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113352707B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 郭順;吳亭慧;沈寶國;王威;劉光磊;劉海霞;程曉農
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B38/00;B32B38/16;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

本發明涉及具有優異生物相容性的醫用大類線彈性復合材料技術領域，具體地說是一種含Mo夾層的TiMo?NiTi大類線彈性復合板及其制備方法，通過該方法實現了兼具優異生物相容性、類線彈性變形和大彈性應變量特性的層狀復合材料的制備，能夠解決現有單體態NiTi合金(生物相容性差)和β鈦合金(類線彈性小)無法同時兼具優良生物相容性和大類線彈性(即應力隨著應變增加呈現近似線性地增長并伴有大的彈性應變量)的性能瓶頸，滿足生物醫用構件(如自膨脹支架、智能驅動器以及傳感器等)對材料在生物相容性和類線彈性變形能力方面的綜合性能要求，在生物醫用領域有著廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及具有優異生物相容性的醫用大類線彈性復合材料技術領域，具體涉及一種含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法。

背景技術

隨著全球范圍內人口老齡化的到來，與衰老相關的退行性疾病發病率日益上升，給人類健康帶來了一系列新的挑戰。設計和研發兼具優良生物相容性(無細胞毒性)和大類線彈性(即應力隨著應變增加呈現近似線性地增長，同時具有大的彈性應變量)的生物醫用材料，對生物醫用領域(如智能驅動器、傳感器以及自膨脹支架等領域)的發展具有重要意義。

目前，可用于制造生物醫用智能驅動器、傳感器以及自膨脹支架的材料主要分為NiTi合金及β鈦合金兩類。其中，NiTi合金可以通過引入微觀缺陷(包括高密度晶界和孿晶等)調控其自身的馬氏體相變特征，獲得大的類線彈性(類線彈性應變量可達4％)。然而，作為生物醫用植入材料，NiTi合金較差的生物相容性，即NiTi合金中Ni元素的細胞毒性容易引發致敏、致畸甚至致癌等植入問題，已經受到世界范圍內醫學工作者和材料科學家的廣泛關注。為解決生物相容性問題，自上個世紀末，美日發達國家的材料學者們已經開始研發由無細胞毒性元素(如Ti、Nb、Ta、Mo及Zr等)構成的新型β鈦合金。由于此類合金的組成元素均為無細胞毒性元素，所以合金能夠呈現優異的生物相容性。然而，β鈦合金由于受自身晶體結構及馬氏體相變本征特性(如晶體結構、相變慣習面和切變方向等)的限制，在呈現類線彈性變形時的彈性應變量處在較低的水平(類線彈性應變量處于0.5～2％之間)，難以滿足新型生物醫用材料對大類線彈性的性能要求。

由此可見，無論是單體態的NiTi合金還是由無細胞毒性元素構成的新型β鈦合金，均無法同時滿足生物醫用領域對材料在優良生物相容性和大類線彈性方面的綜合性能要求。基于此，本發明旨在提供一種含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法，借助外層TiMo合金優異的生物相容性(無細胞毒性)和內層NiTi合金大的類線彈性，制備出某些生物醫用領域亟需的兼具優異生物相容性和大類線彈性的新型層狀復合材料，對于促進生物醫用領域(如智能驅動器、傳感器以及自膨脹支架等領域)的快速健康發展具有重要意義。

發明內容

本發明涉及具有優異生物相容性的醫用大類線彈性復合材料技術領域，具體地說是一種含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法，通過該方法實現了兼具優異生物相容性、類線彈性變形和大彈性應變量特性的層狀復合材料的制備，能夠解決現有單體態NiTi合金(生物相容性差)和β鈦合金(類線彈性小)無法同時兼具優良生物相容性和大類線彈性(即應力隨著應變增加呈現近似線性地增長并伴有大的彈性應變量)的性能瓶頸，滿足生物醫用構件(如自膨脹支架、智能驅動器以及傳感器等)對材料在生物相容性和類線彈性變形能力方面的綜合性能要求，在生物醫用領域有著廣闊的應用前景。

為了解決現有單體態NiTi合金(生物相容性差)和β鈦合金(類線彈性小)無法同時兼具優良生物相容性和大類線彈性的性能瓶頸，本發明提供了一種含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法，借助外層TiMo合金優異的生物相容性(無細胞毒性)和內層NiTi合金大的類線彈性，制備出某些生物醫用領域(如智能驅動器、傳感器以及自膨脹支架等領域)亟需的兼具優異生物相容性和大類線彈性的新型層狀復合材料，在生物醫用領域具有重要市場前景。

根據本發明的含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板的原材料包括：